RU2378823C2 - Method for measurement of forest allotment for electronic theme forest map - Google Patents
Method for measurement of forest allotment for electronic theme forest map Download PDFInfo
- Publication number
- RU2378823C2 RU2378823C2 RU2007145980/12A RU2007145980A RU2378823C2 RU 2378823 C2 RU2378823 C2 RU 2378823C2 RU 2007145980/12 A RU2007145980/12 A RU 2007145980/12A RU 2007145980 A RU2007145980 A RU 2007145980A RU 2378823 C2 RU2378823 C2 RU 2378823C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- forest
- trees
- stumps
- allotment
- map
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к экологическому и технологическому мониторингу лесов, в частности к информационному предпроектному обоснованию проекта освоения лесов, и может быть использовано в ходе дендроэкологического мониторинга при оценке древостоев различного возраста и качества. Способ может быть также использован для обоснования экологических требований и технологических требований к выбору рациональных технологических процессов рубок ухода за лесом, причем заблаговременно до проведения самих рубок. Применительно к экологическому мониторингу лесных территорий изобретение может быть также использовано при экологической сертификации особо охраняемых территорий (национальные парки, заповедники, зоны отдыха и туризма, природные памятники и др.).The invention relates to environmental and technological monitoring of forests, in particular to informational pre-project substantiation of a forest development project, and can be used in the course of dendroecological monitoring when assessing stands of different ages and quality. The method can also be used to justify environmental requirements and technological requirements for the selection of rational technological processes for thinning, in advance of the cutting itself. With regard to environmental monitoring of forest areas, the invention can also be used for environmental certification of specially protected areas (national parks, reserves, recreation and tourism areas, natural monuments, etc.).
Известен способ измерения дерева по патенту 2224418, МКИ А01G 23/02, включающий выбор базовой точки, измерение расстояния до дерева, выбор наблюдаемой характерной точки на дереве, вычисление угла поворота и угла наклона наблюдаемой характерной точки дерева от нуль-пункта, вычисление ширины и высоты до наблюдаемой характерной точки дерева от нуль-пункта, причем геодезическую привязку нуль-пункта выполняют относительно середины диаметра корневой шейки дерева, а координаты всех наблюдаемых характерных точек дерева измеряются относительно нуль-пункта по координатной сетке с началом, расположенным в середине диаметра корневой шейки.A known method of measuring a tree according to patent 2224418, MKI A01G 23/02, including selecting a base point, measuring the distance to a tree, choosing an observed characteristic point on a tree, calculating the angle of rotation and the angle of inclination of the observed characteristic point of a tree from a zero point, calculating the width and height to the observed characteristic point of the tree from the zero point, and the geodetic reference of the zero point is performed relative to the middle of the diameter of the root neck of the tree, and the coordinates of all observed characteristic points of the tree are measured relative to the zero point unit on the coordinate grid with the beginning located in the middle of the diameter of the root neck.
Недостатком является невысокая точность привязки отдельных деревьев при построении тематической лесной карты выдела леса и невозможность взаимной увязки результатов измерений деревьев совместно с пнями, расположенными на выделе леса, так как после измерений теодолитом практически трудно увязать в единую координатную сеть деревья и пни на выделе. Результаты измерений дают высокую погрешность при нанесении на карту участка леса в виде выдела, и трудно получить общую электронную карту взаимного расположения оставленных после рубок деревьев и пней (через некоторое время делянка от рубки ухода снова становится частью выдела леса).The disadvantage is the low accuracy of linking individual trees when constructing a thematic forest map of a forest stand and the impossibility of linking the results of tree measurements together with stumps located on a forest stand, since after measurements with the theodolite it is practically difficult to link trees and stumps to a single coordinate network. The measurement results give a high error when plotting a plot of forest in the form of an allotment, and it is difficult to obtain a common electronic map of the mutual arrangement of trees and stumps left after felling (after some time, the logging site from logging again becomes part of the allotment).
Известен также способ измерения растущих деревьев по патенту №2229127, G01N 33/46, А01G 23/00, включающий визуальный осмотр деревьев, закладку пробной площадки шириной не менее 20 м, на пробной площадке размечают ленты шириной не менее 10 м и количеством не менее 5 шт., на которых сосчитывают деревья и пни, измеряют расстояния между ними и другие таксационные показатели у деревьев, затем проводят анализ распределения значений таксационных показателей деревьев выявлением эмпирических зависимостей по лентам.There is also a known method of measuring growing trees according to patent No. 2229127, G01N 33/46, A01G 23/00, including visual inspection of trees, laying of a test site with a width of at least 20 m, tapes with a width of at least 10 m and a number of at least 5 are marked on the test site pieces on which trees and stumps are counted, measure the distance between them and other taxation indicators in trees, then analyze the distribution of the values of taxation indicators of trees by identifying empirical dependencies on the ribbons.
Недостатком является высокая трудоемкость и низкая точность измерений местоположений деревьев и пней на выделе леса и расстояний между ними. Высокая неопределенность пространственного положения деревьев и пней на выделе не позволяет составить тематическую лесную карту, требуемую по лесохозяйственному регламенту в соответствии с новым лесным кодексом России. Кроме того, недостатком также является неопределенность измерения всего выдела леса, так как места закладки постоянных (визирными столбами) или временных (колышками) пробных площадок выбираются в натуре визуально, а на электронной тематической лесной карте визуальный осмотр не позволяет точно определить как свойства всего выдела как единой лесной территории, так и местоположения выбираемых в геоинформационной системе (ГИС) данного выдела леса виртуальных (находящихся в памяти компьютера), временных (некоторых виртуальных пробных площадок, отобранных в ГИС и вынесенных на натуру геодезическими измерениями и забивкой колышков в вершинах лент временной пробной площадки) и постоянных (характерных виртуальных пробных площадок, вынесенных известными геодезическими измерениями в натуру с установкой хотя бы одного визирного столба) пробных площадок. Таким образом, в прототипе отсутствует пространственная привязка через ГИС временных и постоянных пробных площадок для экологического (слежение за лесной средой на таксационном выделе) или технологического (слежение за рубками леса в отдельных частях выдела леса и другими мероприятиями по разработанному лесохозяйственному регламенту) мониторинга.The disadvantage is the high complexity and low accuracy of measuring the locations of trees and stumps in the forest and the distances between them. The high uncertainty of the spatial position of trees and stumps on the site does not allow compiling a thematic forest map required by forestry regulations in accordance with the new forest code of Russia. In addition, the disadvantage is the uncertainty of measuring the entire forest stand, since the places of laying permanent (by sighting poles) or temporary (pegs) test sites are selected in kind visually, and on an electronic thematic forest map the visual inspection does not accurately determine how the properties of the entire stand are of a single forest territory, as well as the locations of virtual (stored in computer memory) and temporary (selected by some virtual trial areas) selected in the geographic information system (GIS) of this allotment the dock selected in the GIS and placed on site by geodetic measurements and driving pegs at the tops of the tapes of the temporary test site) and permanent (characteristic virtual test sites taken out by known geodetic measurements in kind with the installation of at least one sighting pole) of the test sites. Thus, in the prototype there is no spatial reference through GIS of temporary and permanent test sites for environmental monitoring (tracking the forest environment at the forest stand) or technological (tracking forest felling in separate parts of the forest stand and other measures according to the developed forestry regulations) monitoring.
Технический результат - повышение точности измерений пространственных местоположений временных и постоянных пробных площадок в натуре на территории таксационного выдела леса и повышение функциональных возможностей практического применения по лесохозяйственному регламенту электронной версии тематической лесной карты всего выдела.The technical result is an increase in the accuracy of measuring the spatial locations of temporary and permanent test sites in kind on the territory of the taxation stand of the forest and an increase in the functional capabilities of the practical application of the electronic version of the thematic forest map of the entire stand under the forestry regulations.
Этот технический результат достигается тем, что способ измерения выдела леса для электронной тематической лесной карты, включающий визуальный осмотр деревьев и пней, закладку пробной площадки шириной не менее 20 м, разметку на пробной площадке лент шириной не менее 10 м и количеством не менее 5 шт., на которых сосчитывают деревья и пни, измеряют расстояния между ними и другие таксационные показатели у деревьев, отличается тем, что после визуального осмотра выдела измеряют местоположения различных природных и антропогенных объектов и по данным измерений и таксационных показателей выдела леса деревьев и пней составляют электронную тематическую лесную карту с текстовыми и цифровыми сведениями об отдельных участках и в целом о выделе леса, а также деревьев и пнях на каждом лесном участке выдела в виде существующих временных и постоянных пробных площадок, объединенных в виде геоинформационной системы на базе электронной тематической лесной карты, затем в масштабе электронной карты выбирают виртуальную пробную площадку в виде масштабной сетки с принятым количеством виртуальных лент, после этого виртуальную пробную площадь на экране компьютера размещают на электронной карте выдела или его части, причем около края лесной дороги или края выдела леса виртуальные пробные площадки размещают перпендикулярно оси лесной дороги или края выдела и его частей, после этого подсчитывают количества деревьев и пней на каждой ленте всех виртуальных площадок, созданных на базе прошлой информации о существующих на измеряемом выделе леса в натуре временных и постоянных пробных площадках, причем на приграничных лентах определяют часть площади ленты, занятой деревьями и пнями, и вычисляют плотность размещения деревьев и/или пней на этих лентах делением численности деревьев и/или пней на площадь ленты, занятой лесом, а при занятости лесом всей ленты площадь полных лент вычисляют как произведение ширины на длину ленты, после проведения всех вычислений на электронной карте и геоинформационной системе размещаются по всем неизмеренным частям выдела леса виртуальные пробные площадки, а из них выбираются те виртуальные пробные площадки, которые в полевых условиях будут вынесены геодезическими измерениями в натуру в виде дополнительных к существующим временных или постоянных пробных площадок на выделе леса для проведения во времени роста и развития деревьев последующих циклов измерений и испытаний растущих деревьев и пней.This technical result is achieved by the fact that the method of measuring forest stand for an electronic thematic forest map, including visual inspection of trees and stumps, laying of a test site with a width of at least 20 m, marking on the test site of tapes with a width of at least 10 m and a quantity of at least 5 pcs. where trees and stumps are counted, distances between them and other taxation indicators of trees are measured, it differs in that after visual inspection of the site, the locations of various natural and man-made objects are measured and according to The measurements and taxation indicators of the forest stand of trees and stumps are made up of an electronic thematic forest map with text and digital information about individual sites and generally about the stand of the forest, as well as trees and stumps in each forest plot of the allotment in the form of existing temporary and permanent test sites, combined in the form of a geographic information system based on an electronic thematic forest map, then, on the scale of the electronic map, a virtual test site in the form of a scale grid with the accepted number of virtual tapes, then the virtual trial plot on the computer screen is placed on the electronic map of the stand or its part, and near the edge of the forest road or the edge of the forest stand virtual test sites are placed perpendicular to the axis of the forest road or the edge of the allotment and its parts, after that the number of trees is counted and stumps on each tape of all virtual sites created on the basis of past information about the temporary and permanent test sites existing in the forest area measured in nature, moreover, on the border tapes part of the area of the tape occupied by trees and stumps is calculated, and the density of trees and / or stumps on these tapes is calculated by dividing the number of trees and / or stumps by the area of the tape occupied by forest, and when the entire tape is occupied by forest, the area of full tapes is calculated as the product of the width by the length of the tape, after all the calculations on the electronic map and geographic information system, virtual test sites are placed on all the unmeasured parts of the forest stand, and those virtual test sites that are used in the field are selected from them geodetic measurements were made in kind in the form of additional temporary or permanent test sites on the forest stand for existing during the growth and development of trees during subsequent cycles of measurements and testing of growing trees and stumps.
За характерные точки на измеряемых геодезическими приборами и лазерным дальномером, а также приемниками спутникового наведения, местоположений дополнительных к существующим временных и постоянных пробных площадок, выносимых в натуру из отобранных на электронной карте выдела леса виртуальных пробных площадок, принимаются геодезические координаты на электронной тематической лесной карте угловых точек выбранных для выноса в натуру виртуальных пробных площадок, причем с последующей установкой на территории выдела леса визирных столбов.Geodetic coordinates on the electronic thematic forest map of angles are taken as characteristic points on the measured geodetic instruments and laser range finder, as well as satellite-guided receivers, locations of additional to existing temporary and permanent test sites, taken out in kind from virtual test sites selected on the electronic map of the forest stand points selected for virtual test sites to be taken in nature, and with subsequent installation of sighting posts on the territory of the forest allotment in.
Для образования геодезической сети всего выдела леса, а также последующего натурного расположения дополнительных временных или постоянных пробных площадок с лентами шириной не менее 10 м и количеством не менее 5 шт. на электронной тематической лесной карте виртуальные пробные площадки располагают также от краев лесных прогалин, опушек леса, участков леса в виде болот и лугов, водных объектов в виде озер, лесных речек и ручьев, ключей и прудов, лесных объектов в виде вырубок и посадок леса, хозяйственных построек с учетом их буферной зоны отчужденной лесной земли, а также хозяйственных построек и инженерных лесозащитных сооружений под пологом и вне полога растущих деревьев.For the formation of a geodetic network of the entire forest stand, as well as the subsequent full-scale location of additional temporary or permanent test sites with tapes with a width of at least 10 m and a quantity of at least 5 pcs. on the electronic thematic forest map, virtual test sites are also located from the edges of forest glades, forest edges, forest areas in the form of swamps and meadows, water objects in the form of lakes, forest rivers and streams, keys and ponds, forest objects in the form of deforestation and forest planting, farm buildings, taking into account their buffer zone of alienated forest land, as well as farm buildings and forest protection engineering structures under the canopy and outside the canopy of growing trees.
Для постепенного максимального заполнения территории выдела леса результатами измерений, вносимых в геоинформационную систему, виртуальные пробные площадки на участках выдела леса состыковывают на электронной тематической лесной карте друг с другом, а при отсутствии подробных данных о деревьях и пнях по виртуальным пробным площадкам указывают главную породу деревьев на выделе леса с показом на электронной карте рядов деревьев главной породы, причем эти ряды располагают в соответствии с расчетной плотностью размещения растущих деревьев главной породы по классу возраста древостоя, а после отбора виртуальных пробных площадок для выноса в натуру в виде временных или постоянных пробных площадок измерения деревьев и пней выполняют на этих вынесенных в натуру пробных площадках, причем при выносе в натуру временных пробных площадок на вершинах лент забивают колышки и устанавливают хотя бы один визирный столб в углу временной пробной площадки, а при выносе в натуру постоянных пробных площадок по четырем углам каждой постоянной пробной площадки устанавливают визирные столбы, кроме того, для последующих измерений деревьев и пней на территории лент временных и постоянных пробных площадок визуально отбирают базовые опорные точки в виде колышков среди растущих деревьев или базовых пней от ранее срубленных деревьев.For a gradual maximum filling of the forest allotment area with the results of measurements introduced into the geographic information system, virtual test sites on the forest allotment areas are connected to each other on an electronic thematic forest map, and in the absence of detailed data on trees and stumps along the virtual test sites, indicate the main tree species on forest stand out with showing on an electronic map the rows of trees of the main species, and these rows are arranged in accordance with the estimated density of the growing trees trees of the main species according to the age class of the stand, and after selecting virtual test sites for taking out in kind in the form of temporary or permanent test sites, trees and stumps are measured on these test sites taken out in kind, and when taking out temporary test sites at the tops of the tapes pegs and install at least one sighting pole in the corner of the temporary test site, and when taking out permanent test sites in nature, four target angles are installed at the four corners of each permanent test site foreheads, in addition, for subsequent measurements of trees and stumps on the territory of the tapes of temporary and permanent test sites, base reference points are visually selected in the form of pegs among growing trees or base stumps from previously cut trees.
Над базовой опорной точкой в виде колышка или базового пня устанавливается штатив с триггером для выравнивания линий визирования в горизонтальной плоскости, затем на штатив с триггером монтируется станция спутникового наведения в виде GPS-приемника или отечественного ГЛОНАС-приемника, причем для одновременного точного измерения местоположений смежных базовых опорных точек устанавливаются не менее двух станций спутникового наведения в виде GPS-приемников, а после окончания процесса спутникового наведения и снятия GPS-приемников со штативов с триггерами на эти же штативы с триггерами устанавливают буссоли с лазерными рулетками, а на смежных с измеренными базовыми опорными точками еще не измеренных базовых опорных точках закрепляют дополнительно не менее двух штативов с триггерами, после этого процессы закрепления четырех штативов с триггерами с двумя GPS-приемниками и двумя комплектами буссоли с лазерным дальномером повторяют до тех пор, пока на выделе или делянке не будут охвачены измерениями все визуально выделенные базовые опорные точки в виде колышков или базовых пней.A tripod with a trigger is installed above the base reference point in the form of a peg or base stump to align the lines of sight in the horizontal plane, then a satellite-guided station in the form of a GPS receiver or a domestic GLONAS receiver is mounted on a tripod with a trigger, and for simultaneous accurate measurement of the locations of adjacent base reference points are installed at least two stations of satellite guidance in the form of GPS receivers, and after the end of the process of satellite guidance and removal of GPS receivers from staff with tripods, the laser tripods are mounted on the same tripods with triggers, and at least two tripods with triggers are attached to adjacent base points of the still-measured reference points, after which four tripods with triggers with two GPS with receivers and two sets of compasses with a laser rangefinder, repeat until all the visually highlighted reference points in the form of pegs or base points are covered by measurements on a stand or plot s.
После камеральной обработки табличные данные из всех журналов измерений деревьев и пней на всех временных и постоянных пробных площадках, а также измерений объектов, находящихся на выделе леса, вносят в электронные таблицы Excel в стандартной форме, затем в полученной таблице Excel рассчитывают координаты местоположений измеренных деревьев и пней в горизонтальной плоскости относительно северного геодезического направления, причем относительно каждой станции спутникового наведения на исследуемом участке площади выдела леса, по известным из геодезической практики зависимостям с учетом магнитного склонения и поправок на диаметры растущих деревьев и для того, чтобы вставить полученный массив данных в типовую геоинформационную систему «Карта 2000», создают модуль конвертации данных в компьютерной программе MS Access, в которой формируют текстовые документы обменного формата *.txf для создаваемой геоинформационной системы выдела леса, при этом на основе полученного файла цифровых и текстовых данных строят электронную тематическую лесную карту с нанесенными на ней деревьями, пнями и позициями станций GPS-приемников по каждому выделу или делянке, а также объектами на площади выдела леса, затем исходя из визуально выбранного по крайней мере одного характерного места на территории выдела леса на электронной карте наносят контуры каждой измеренной временной или постоянной пробной площадки с лентами леса, затем подсчитывают на каждой ленте каждой измеренной пробной площадки количество деревьев и пней, а также выявляют схему расположения на выделе леса биогруппы деревьев, расположения природных или антропогенных объектов, при этом по каждому измеренному дереву на каждой временной или постоянной пробной площадке вносят данные о диаметре его ствола и высоте, а также данные другой семантической информации, необходимой для дальнейшей работы по дендроэкологическому и технологическому мониторингу с использованием созданной геоинформационной системы выдела или групп выделов леса.After cameral processing, tabular data from all measurement logs of trees and stumps at all temporary and permanent test sites, as well as measurements of objects located on a forest stand, are entered into Excel spreadsheets in standard form, then the coordinates of the locations of the measured trees are calculated in the resulting Excel table and stumps in the horizontal plane relative to the northern geodetic direction, and with respect to each satellite-guided station in the studied area of the forest area, according to known from the geodetic practice of dependencies, taking into account the magnetic declination and corrections for the diameters of growing trees and in order to insert the resulting data array into a typical geographic information system “Map 2000”, a data conversion module is created in the MS Access computer program, in which exchange-format text documents are generated * .txf for the created geographic information system for forest allocation, and on the basis of the received digital and text data file, an electronic thematic forest map with trees plotted on it is built, stump and with the positions of the GPS receiver stations for each allotment or plot, as well as objects on the forest allotment area, then, based on the visually selected at least one characteristic place on the forest allotment territory, the contours of each measured temporary or permanent test site with tapes are plotted forests, then count the number of trees and stumps on each tape of each measured test site, and also identify the location scheme of the biogroup of trees on the forest stand, the location of natural or man-made areas projects, and for each measured tree at each temporary or permanent test site, data are entered on the diameter of its trunk and height, as well as data on other semantic information necessary for further work on dendroecological and technological monitoring using the created geoinformation system of the allotment or forest allotment groups .
Сущность технического решения заключается в том, что по мере повторных измерений выдела и его частей совершенствуется электронная тематическая лесная карта и соответствующая ей геоинформационная система измеряемого выдела и множества выделов участкового лесничества.The essence of the technical solution lies in the fact that with repeated measurements of the allotment and its parts, the electronic thematic forest map and the corresponding geographic information system of the measured allotment and many sections of the local forestry are being improved.
Сущность заключается также в том, что вводится новое понятие виртуальная пробная площадь как геодезическое и одновременно таксационное отражение в масштабе электронной тематической лесной карты. При пространственном изображении измеряемый выдел превращается в модель лесного участка, причем легко можно получить и физическую модель в виде настольного макета выдела леса со всеми имеющимися в натуре природными и антропогенными объектами.The essence also lies in the fact that a new concept of virtual trial area is being introduced as a geodetic and at the same time taxation reflection on the scale of an electronic thematic forest map. With a spatial image, the measured stand turns into a model of a forest area, and it is easy to get a physical model in the form of a desktop model of a stand of a forest with all natural and man-made objects in nature.
Сущность также заключается в том, что эти компьютерную и физическую модель можно постепенно совершенствовать, превращая виртуальные пробные площадки, после вынесения некоторых из них в натуру существующими лесоустроительными мерами, в дополнительные к существующим временные и/или постоянные пробные площадки. При этом виртуальные, временные и постоянные пробные площадки можно располагать не только перпендикулярно лесной дороге, как это было в прототипе, а под разным углом к любому объекту, имеющемуся на выделе леса или же на территории нескольких лесных выделов.The essence also lies in the fact that these computer and physical models can be gradually improved, turning virtual test sites, after making some of them in kind with existing forest inventory measures, in addition to existing temporary and / or permanent test sites. At the same time, virtual, temporary and permanent test sites can be located not only perpendicular to the forest road, as it was in the prototype, but at different angles to any object located on the forest or in the territory of several forest stands.
Положительный эффект заключается в высокой точности измерений выдела леса и находящихся на нем объектов, в том числе и местоположений деревьев и пней, спутниковым наведением и дополнением их наземными измерениями с помощью лазерного дальномера и других геодезических приборов. Работы по измерениям выполняются в статическом режиме циклами измерений во времени. При этом время на каждую станцию спутникового наведения типа GPS-приемника по определению координат окружающих эту станцию деревьев и пней составляет от 15 до 45 минут. Продолжительность съемки под пологом леса в большинстве случаев зависит от высоты расположения и сомкнутости крон деревьев, то есть чем больше просветов между кронами и чем меньше угол связи спутника и GPS-приемника, тем сбор информации по времени измерений осуществляется быстрее. Точность измерений повышается с одновременным использованием двух GPS-приемников и двух комплектов «буссоль + лазерный дальномер». Наилучшим вариантом является применение трех комплектов указанных приборов, которые позволят относительно быстро определять пространственные координаты любых находящихся на территории выдела или нескольких выделов леса природных и антропогенных объектов, в том числе деревьев и пней на неизмеренных временных или постоянных пробных площадках.The positive effect is the high accuracy of measurements of the forest area and objects located on it, including the locations of trees and stumps, satellite guidance and supplementing them with ground-based measurements using a laser range finder and other geodetic instruments. Measurement work is carried out in static mode by measurement cycles in time. At the same time, the time for each satellite-guided station such as a GPS receiver to determine the coordinates of trees and stumps surrounding this station is from 15 to 45 minutes. The duration of the survey under the forest canopy in most cases depends on the height and closeness of the tree crowns, that is, the more gaps between the crowns and the smaller the communication angle of the satellite and the GPS receiver, the faster the collection of information on the measurement time. Measurement accuracy is enhanced with the simultaneous use of two GPS receivers and two sets of "compass + laser rangefinder." The best option is to use three sets of these instruments, which will allow you to relatively quickly determine the spatial coordinates of any natural or man-made objects located on the territory of the stand or several stands of the forest, including trees and stumps at unmeasured temporary or permanent test sites.
Совокупность отличительных признаков обладает новизной и положительным эффектом, а также простотой реализации в условиях лесничеств и их участковых лесничеств.The set of distinctive features has a novelty and a positive effect, as well as ease of implementation in the conditions of forestries and their local forestries.
В научно-технической и патентной литературе материалов, порочащих новизну технического решения, не обнаружено.In the scientific, technical and patent literature, materials discrediting the novelty of the technical solution were not found.
На фиг.1 показана схема совмещения на части выдела, показанной на электронной тематической лесной карте, аналитической сетки виртуальной пробной площадки с лентами размером 10×20 м; на фиг.2 - то же на фиг.1 после совмещения аналитической сетки с измеряемой частью выдела на электронной карте измеренными местоположениями деревьев и пней; на фиг.3 показано условное представление деревьев ели второй группы возраста на электронной тематической лесной карте в ГИС "Карта 2000"; на фиг.4 - то же на фиг.3 деревьев сосны четвертой группы возраста; на фиг.5 - то же на фиг.3 деревьев ясеня пятой группы возраста; на фиг.6 приведен фрагмент электронной карты расположения деревьев и пней на части выдела (в увеличенном масштабе) в ГИС «Карта 2000» со станцией над базовым пнем и положение GPS-приемника геодезического класса «Stratus» спутникового наведения между пнями и деревьями; на фиг.7 приведена схема привязки двух базовых опорных точек для GPS-приемников с ориентацией с помощью буссоли относительно северного геодезического направления, причем с показом линии увязки по опорным точкам измерений лазерным дальномером; на фиг.8 изображено расположение лент виртуальной пробной площадки на электронной карте исследуемого участка выдела леса; на фиг.9 приведен общий вид электронной карты Кокшамарского лесничества Кокшайского лесхоза Республики Марий Эл; на фиг.10 приведена схема взаимосвязи таблиц таксационного описания древостоев различных выделов леса или же отдельных участков крупного выдела в базе данных Access.Figure 1 shows the alignment scheme on the part of the allotment, shown on the electronic thematic forest map, of the analytical grid of the virtual test site with
Способ измерения выдела леса для электронной тематической лесной карты, например, на части выдела в виде делянки до рубки клейменных лесоводами и поэтому отведенных для удаления из леса деревьев включает следующие действия.The method of measuring forest stand for an electronic thematic forest map, for example, on a part of a stand in the form of a plot before cutting with branded foresters and therefore designated for removal of trees from the forest, includes the following steps.
До применения предлагаемого способа выполнены измерения деревьев и пней на всем выделе 1 и определены участки выдела для отвода в виде делянок. После обработки всех данных из журналов результатов измерений построена электронная тематическая лесная карта, например, в ГИС «Карта-2000».Prior to the application of the proposed method, measurements of trees and stumps were performed on the
На электронной карте к части выдела, например, в виде отведенного в рубку участка леса, то есть делянки, подводится на экране компьютера виртуальная пробная площадка 2 шириной не менее 20 м, причем в частном случае она расположена перпендикулярно от края лесной дороги. Эта виртуальная пробная площадка заранее размечена на ленты шириной не менее 10 м и количеством не менее 5 шт. На краях выдела из-за неправильной геометрической формы могут оказаться ленты, не полностью заполненные территорией части таксационного выдела 3 и 4. Для таких участков леса определяется площадь ленты, которая будет меньше 0,02 га при точных размерах всех лент 10×20 м виртуальной пробной площадки. Поэтому в статистических расчетах принимается не количество деревьев или пней на ленте, а плотность распределения деревьев и пней по всем лентам виртуальной (а затем после выноса в натуру временной или постоянной) пробной площадки.On an electronic map, a part of the stand, for example, in the form of a forest plot designated for logging, that is, a plot, is brought up on the computer screen as a
При условных обозначениях плотности распределений деревьев 5 внутри лент (фиг.3, фиг.4 и фиг.5), в зависимости от класса возраста древостоя по главной породе деревьев, образуются различные изображения этих деревьев. Такой случай будет характерным и частым на первых порах внедрения в участковых лесничествах лесохозяйственных регламентов и электронных тематических лесных карт. Вначале будет мало данных о каждом дереве на выделе, а число деревьев 5 и пней 6 на временных и постоянных пробных площадках будет явно меньшим общего количества деревьев и пней на всем выделе леса. Поэтому виртуальные пробные площади, на электронной карте размещаемые в любом месте на карте выдела, а не на готовых временных или постоянных пробных площадках, будут довольствоваться равномерным распределением деревьев так, как это показано на фиг.3, фиг.4 или фиг.5.With the symbols of the density of distribution of
На временной или постоянной пробной площадке, уже имеющейся на выделе, для создания более подробной электронной карты используются GPS-приемники 7 с визирной линией 8 лазерного луча между ними от лазерного дальномера (фиг.6 и фиг.7).To create a more detailed electronic map at a temporary or permanent test site, already available at the site,
На временных или постоянных пробных площадках, заложенных перпендикулярно от края лесной дороги, а после перенесения в натуру виртуальных пробных площадок под любым углом к лесной дороге и вдали от ее края, выполняют измерения деревьев и пней на всех заложенных временных и постоянных площадках на одном выделе леса. Для этого над выбранным базовым пнем устанавливается штатив с триггером, позволяющим выравнивать в горизонтальной плоскости лазерные лучи визирования лазерным дальномером. Затем на штатив с триггером устанавливается GPS-приемник 7 спутникового геодезического наведения, а после проведения измерений он заменяется на буссоль с лазерной рулеткой. Для повышения производительности измерений одновременно могут работать два GPS-приемника и два комплекта «буссоль + лазерный дальномер». Наилучшим вариантом точного определения местоположения станций GPS-приемника является использование комплекта из трех одновременно работающих GPS-приемников.At temporary or permanent test sites laid perpendicularly from the edge of the forest road, and after transferring virtual test sites to nature at any angle to the forest road and far from its edge, measurements of trees and stumps are carried out on all established temporary and permanent sites on the same forest stand . To do this, a tripod with a trigger is installed over the selected base stump, which allows you to align the laser rays of sight with a laser range finder in a horizontal plane. Then, a
При наведении двумя GPS-приемниками (фиг.6) образуется линия 8 увязки станций спутникового наведения. При том координаты базовых опорных точек вычисляются с высокой точностью спутникового наведения двумя GPS-приемниками. После уточняющих поправок получаются точные координаты каждой базовой опорной точки с GPS-приемником.When guided by two GPS-receivers (Fig.6), a
Затем на электронной карте (фиг.9 и фиг.10) наносятся границы 2 виртуальной пробной площадки (фиг.6), причем на делянке может быть виртуально заложено достаточное множество пробных площадок с количеством лент не менее пяти. Причем эти площадки могут быть размещены не только около лесной дороги, но и в других местах выдела без строгой ориентации относительно оси лесной дороги.Then, on the electronic map (Fig. 9 and Fig. 10), the
При необходимости закладки временной пробной площади в натуре применяются известные геодезические приемы с забиванием колышек по вершинам лент, а при выносе в натуру постоянной пробной площади используются геодезические методы лесоустройства с закладкой на вершинах пробной площадки хотя бы одного визирного столба с отметками о сведениях по конкретной постоянной пробной площадке.If you need to bookmark a temporary test area in nature, well-known geodetic techniques are used with driving pegs on the tops of the tapes, and when taking out a permanent test area in nature, geodetic methods of forest management are used with at least one sighting line on the tops of the test site marked with information about a specific permanent test site.
Способ измерения выдела леса для электронной тематической лесной карты реализуется, например, на части выдела с последующей закладкой постоянной пробной площадки с лентами размерами 10×20 м следующим образом.The method of measuring forest stand for an electronic thematic forest map is implemented, for example, on a part of the stand with the subsequent laying of a permanent test site with
Пусть по требованиям лесохозяйственного регламента и проекта освоения лесов необходимо заложить постоянную пробную площадку внутри выдела вдали от лесной дороги, причем без пространственной ориентации относительно лесной дороги.Suppose that according to the requirements of the forestry regulations and the forest development project, it is necessary to establish a permanent test site inside the allotment away from the forest road, and without spatial orientation relative to the forest road.
Исходным условием становится наличие хотя бы грубой электронной тематической лесной карты данного измеряемого выдела леса. Такая предварительная электронная карта может быть составлена по имеющимся в конторе участкового лесничества таксационным данным о всех выделах каждого квартала леса по данным очередного лесоустройства.The prerequisite is the presence of at least a rough electronic thematic forest map of this measured forest stand. Such a preliminary electronic map can be compiled according to the taxation data available in the office of the local forestry department about all the sections of each quarter of the forest according to the latest forest inventory.
Тогда на электронной карте выдела 1, на экране компьютера изображенной в некотором масштабе, выбирается место для размещения границ виртуальной пробной площадки 2, которая имеет такой же масштаб изображения на экране компьютера, как и весь выдел (фиг.1).Then, on the electronic map of
Если принять, что виртуальная пробная площадь имеет размеры 20×60 м, разделенная на шесть лент размерами 10×20 м, то возможно наложить на исследуемый участок выдела, на котором предполагается в последующем заложить постоянную пробную площадь, шестисекционную сетку (фиг.2).If we assume that the virtual trial area has
Пусть на измеряемом выделе леса до построения электронной карты уже существуют временные и постоянные пробные площадки.Suppose that temporary and permanent test sites already exist on the measured forest stand before building an electronic map.
Для построения предварительной электронной карты после визуального осмотра выдела измеряют местоположения различных природных и антропогенных объектов и по данным измерений и таксационных показателей выдела леса деревьев и пней составляют электронную тематическую лесную карту с текстовыми и цифровыми сведениями об отдельных участках и в целом о выделе леса, а также деревьях и пнях на каждом лесном участке выдела в виде существующих временных и постоянных пробных площадок.To build a preliminary electronic map after visual inspection of the stand, the locations of various natural and anthropogenic objects are measured and, based on the measurements and taxation indicators of the forest stand of trees and stumps, they compose an electronic thematic forest map with text and digital information about individual sites and the forest stand as a whole, as well as trees and stumps in each forest area of the allotment in the form of existing temporary and permanent test sites.
Вся имеющаяся информация объединяется в виде геоинформационной системы на базе электронной тематической лесной карты.All available information is combined in the form of a geographic information system based on an electronic thematic forest map.
Затем в масштабе электронной карты выбирают виртуальную пробную площадку 2 в виде масштабной сетки с принятым количеством виртуальных лент, после этого виртуальную пробную площадь на экране компьютера размещают на электронной карте выдела или его части 1, причем около края лесной дороги или края выдела леса виртуальные пробные площадки размещают перпендикулярно оси лесной дороги или края выдела и его частей, после этого подсчитывают количества деревьев и пней на каждой ленте всех виртуальных площадок, созданных на базе прошлой информации о существующих на измеряемом выделе леса в натуре временных и постоянных пробных площадках, причем на приграничных лентах определяют часть площади ленты, занятой деревьями и пнями.Then, on the scale of the electronic map, a
Затем вычисляют плотность размещения деревьев 5 и/или пней 6 на этих лентах делением численности деревьев и/или пней на площадь ленты, занятой лесом, а при занятости лесом всей ленты площадь полных лент вычисляют как произведение ширины на длину ленты, после проведения всех вычислений на электронной карте и геоинформационной системе размещаются по всем неизмеренным частям выдела леса виртуальные пробные площадки, а из них выбираются те виртуальные пробные площадки, которые в полевых условиях будут вынесены геодезическими измерениями в натуру в виде дополнительных к существующим временных или постоянных пробных площадок на выделе леса для проведения во времени роста и развития деревьев последующих циклов измерений и испытаний растущих деревьев и пней.Then, the distribution density of
За характерные точки на измеряемых геодезическими приборами и лазерным дальномером, а также приемниками спутникового наведения, местоположений дополнительных к существующим временных и постоянных пробных площадок, выносимых в натуру из отобранных на электронной карте выдела леса виртуальных пробных площадок, принимаются геодезические координаты на электронной тематической лесной карте угловых точек, выбранных для выноса в натуру виртуальных пробных площадок, причем с последующей установкой на территории выдела леса визирных столбов.Geodetic coordinates on the electronic thematic forest map of angles are taken as characteristic points on the measured geodetic instruments and laser range finder, as well as satellite-guided receivers, locations of additional to existing temporary and permanent test sites, taken out in kind from the virtual test sites selected on the electronic map of the forest stand points selected for virtual test sites to be taken into nature, and with subsequent installation of sighting posts on the territory of the forest allotment ov.
Для образования геодезической сети всего выдела леса, а также последующего натурного расположения дополнительных временных или постоянных пробных площадок с лентами шириной не менее 10 м и количеством не менее 5 шт. на электронной тематической лесной карте виртуальные пробные площадки 2 располагают также от краев лесных прогалин, опушек леса, участков леса в виде болот и лугов, водных объектов в виде озер, лесных речек и ручьев, ключей и прудов, лесных объектов в виде вырубок и посадок леса, хозяйственных построек с учетом их буферной зоны отчужденной лесной земли, а также хозяйственных построек и инженерных лесозащитных сооружений под пологом и вне полога растущих деревьев.For the formation of a geodetic network of the entire forest stand, as well as the subsequent full-scale location of additional temporary or permanent test sites with tapes with a width of at least 10 m and a quantity of at least 5 pcs. on an electronic thematic forest map,
Для постепенного максимального заполнения территории выдела леса результатами измерений, вносимых в геоинформационную систему, виртуальные пробные площадки на участках выдела 1 леса состыковывают на электронной тематической лесной карте друг с другом, а при отсутствии подробных данных о деревьях 5 и пнях 6 по виртуальным пробным площадкам указывают главную породу деревьев на выделе леса с показом на электронной карте рядов деревьев главной породы, причем эти ряды располагают в соответствии с расчетной плотностью размещения растущих деревьев главной породы по классу возраста древостоя, а после отбора виртуальных пробных площадок для выноса в натуру в виде временных или постоянных пробных площадок измерения деревьев и пней выполняют на этих вынесенных в натуру пробных площадках.For a gradual maximum filling of the forest allotment territory with the results of measurements introduced into the geographic information system, virtual test sites in the areas of
Причем при выносе в натуру временных пробных площадок на вершинах лент забивают колышки и устанавливают хотя бы один визирный столб в углу временной пробной площадки, а при выносе в натуру постоянных пробных площадок по четырем углам каждой постоянной пробной площадки устанавливают визирные столбы, кроме того, для последующих измерений деревьев и пней на территории лент временных и постоянных пробных площадок визуально отбирают базовые опорные точки в виде колышков среди растущих деревьев или базовых пней от ранее срубленных деревьев.Moreover, when carrying out temporary test sites in nature, pegs are hammered on the tops of the tapes and at least one sighting pole is installed in the corner of the temporary test site, and when taking out permanent test sites in nature at four corners of each constant test site, sighting poles are installed, in addition, for subsequent measurements of trees and stumps in the territory of the tapes of temporary and permanent test sites visually select the base reference points in the form of pegs among growing trees or base stumps from previously cut down trees.
Над базовой опорной точкой в виде колышка или базового пня устанавливается штатив с триггером для выравнивания линий визирования в горизонтальной плоскости, затем на штатив с триггером монтируется станция спутникового наведения в виде GPS-приемника или отечественного ГЛОНАС-приемника, причем для одновременного точного измерения местоположений смежных базовых опорных точек устанавливаются не менее двух станций спутникового наведения в виде GPS-приемников, а после окончания процесса спутникового наведения и снятия GPS-приемников со штативов с триггерами на эти же штативы с триггерами устанавливают буссоли с лазерными рулетками, а на смежных с измеренными базовыми опорными точками еще не измеренных базовых опорных точках закрепляют дополнительно не менее двух штативов с триггерами, после этого процессы закрепления четырех штативов с триггерами с двумя GPS-приемниками и двумя комплектами буссоли с лазерным дальномером повторяют до тех пор, пока на выделе или делянке не будут охвачены измерениями все визуально выделенные базовые опорные точки в виде колышков или базовых пней.A tripod with a trigger is installed above the base reference point in the form of a peg or base stump to align the lines of sight in the horizontal plane, then a satellite-guided station in the form of a GPS receiver or a domestic GLONAS receiver is mounted on a tripod with a trigger, and for simultaneous accurate measurement of the locations of adjacent base reference points are installed at least two stations of satellite guidance in the form of GPS receivers, and after the end of the process of satellite guidance and removal of GPS receivers from staff with tripods, the laser tripods are mounted on the same tripods with triggers, and at least two tripods with triggers are attached to adjacent base points of the still-measured reference points, after which four tripods with triggers with two GPS with receivers and two sets of compasses with a laser rangefinder, repeat until all the visually highlighted reference points in the form of pegs or base points are covered by measurements on a stand or plot s.
После камеральной обработки табличные данные из всех журналов измерений деревьев и пней на всех временных и постоянных пробных площадках, а также измерений объектов, находящихся на выделе леса, вносят в электронные таблицы Excel в стандартной форме, затем в полученной таблице Excel рассчитывают координаты местоположений измеренных деревьев и пней в горизонтальной плоскости относительно северного геодезического направления, причем относительно каждой станции спутникового наведения на исследуемом участке площади выдела леса, по известным из геодезической практики зависимостям с учетом магнитного склонения и поправок на диаметры растущих деревьев и для того, чтобы вставить полученный массив данных в типовую геоинформационную систему «Карта 2000», создают модуль конвертации данных в компьютерной программе MS Access, в которой формируют текстовые документы обменного формата *.txf для создаваемой геоинформационной системы выдела леса, при этом на основе полученного файла цифровых и текстовых данных строят электронную тематическую лесную карту с нанесенными на ней деревьями, пнями и позициями станций GPS-приемников по каждому выделу или делянке, а также объектами на площади выдела леса, затем исходя из визуально выбранного по крайней мере одного характерного места на территории выдела леса на электронной карте наносят контуры каждой измеренной временной или постоянной пробной площадки с лентами леса, затем подсчитывают на каждой ленте каждой измеренной пробной площадки количество деревьев и пней, а также выявляют схему расположения на выделе леса биогруппы деревьев, расположения природных или антропогенных объектов, при этом по каждому измеренному дереву на каждой временной или постоянной пробной площадке вносят данные о диаметре его ствола и высоте, а также данные другой семантической информации, необходимой для дальнейшей работы по дендроэкологическому и технологическому мониторингу с использованием созданной геоинформационной системы выдела или групп выделов леса.After cameral processing, tabular data from all measurement logs of trees and stumps at all temporary and permanent test sites, as well as measurements of objects located on a forest stand, are entered into Excel spreadsheets in standard form, then the coordinates of the locations of the measured trees are calculated in the resulting Excel table and stumps in the horizontal plane relative to the northern geodetic direction, and with respect to each satellite-guided station in the studied area of the forest area, according to known from the geodetic practice of dependencies, taking into account the magnetic declination and corrections for the diameters of growing trees and in order to insert the resulting data array into a typical geographic information system “Map 2000”, a data conversion module is created in the MS Access computer program, in which exchange-format text documents are generated * .txf for the created geographic information system for forest allocation, and on the basis of the received digital and text data file, an electronic thematic forest map with trees plotted on it is built, stump and with the positions of the GPS receiver stations for each allotment or plot, as well as objects on the forest allotment area, then, based on the visually selected at least one characteristic place on the forest allotment territory, the contours of each measured temporary or permanent test site with tapes are plotted forests, then count the number of trees and stumps on each tape of each measured test site, and also identify the location scheme of the biogroup of trees on the forest stand, the location of natural or man-made areas projects, and for each measured tree at each temporary or permanent test site, data are entered on the diameter of its trunk and height, as well as data on other semantic information necessary for further work on dendroecological and technological monitoring using the created geoinformation system of the allotment or forest allotment groups .
Пример. Для сводки и сопоставления данных лесоустройств 1994 г. и 2004-2006 гг. была выбрана наиболее современная географическая информационная система «Карта 2000» КБ «Панорама». По аналогии она подобна ГИС «TopoL_L», но с более мощным географическим интерфейсом обработки и представления векторных объектов электронной карты с использованием различных проекций. Возможности программирования при этом аналогичны системе «TopoL_L».Example. To summarize and compare the data of forest management in 1994 and 2004-2006 the most modern geographical information system “Map 2000” of KB “Panorama” was chosen. By analogy, it is similar to the GIS "TopoL_L", but with a more powerful geographical interface for processing and representing vector objects of an electronic map using various projections. The programming options are similar to the TopoL_L system.
Наиболее сложной задачей по конвертации данных являются данные лесоустройства 1994 г. в АРМ «Лесфонд», обменные форматы которого представлены в текстовом формате кодировки MS-DOS. С этой целью в лаборатории УНИРС «Землеустройство и земельный кадастр» была разработана программа преобразования и подготовки этих данных в обменные форматы, используемые в ГИС «Карта 2000», а именно *.sxf (*.sit), *.mif/*.mid и *.shp. Из всего многообразия обменных форматов данной системы был выбран формат *.sxf, в котором можно хранить координатную информацию по объектам с различной типологией и локализацией (точечный, площадной, линейный, символ и т.п.).The most difficult task of data conversion is the forest inventory data of 1994 in the Lesfond AWP, the exchange formats of which are presented in the text format of the MS-DOS encoding. For this purpose, a program for converting and preparing this data into the exchange formats used in the GIS “Map 2000”, namely * .sxf (* .sit), * .mif / *. Mid, was developed at the UNIRS laboratory “Land Management and Land Cadastre” and * .shp. From the whole variety of exchange formats of this system, the * .sxf format was chosen in which coordinate information on objects with different typology and localization (point, area, linear, symbol, etc.) can be stored.
По своей структуре обменный формат *.sхf или *.sit (более старый формат) картографической информации является текстовым документом с кодировкой в Windows. При этом авторами был разработан классификатор объектов электронной карты, позволяющий легко идентифицировать лесохозяйственные объекты в электронной карте по породному составу и группе возраста (фиг.3, фиг.4 и фиг.5), что является новшеством в сфере визуализации таксационной информации на электронной карте.By its structure, the exchange format * .sxf or * .sit (the older format) of cartographic information is a text document encoded in Windows. At the same time, the authors developed a classifier of electronic map objects, which makes it easy to identify forestry objects in an electronic map by species composition and age group (Fig. 3, Fig. 4 and Fig. 5), which is an innovation in the field of visualization of taxation information on an electronic map.
В Excel выполняется расчет координат Х и Y по деревьям и пням относительно каждой станции на исследуемой площадке по известным из геодезической практики зависимостям с учетом магнитного склонения и поправок на диаметры деревьев.In Excel, the coordinates X and Y are calculated for trees and stumps relative to each station at the studied site according to dependencies known from geodetic practice, taking into account magnetic declination and corrections for tree diameters.
Для того, чтобы вставить этот массив данных в ГИС «Карта 2000» был создан модуль конвертации данных в MS Access, в котором производилось формирование текстового документа обменного формата *.txf для данной ГИС. На основе данного файла получается электронная карта с нанесенными на ней деревьями, пнями и позициями станций GPS-приемника (фиг.6).In order to insert this data array into the GIS “Map 2000”, a module for converting data into MS Access was created, in which a text document of the * .txf exchange format for this GIS was generated. Based on this file, an electronic map is obtained with trees, stumps and positions of GPS receiver stations plotted on it (Fig. 6).
С помощью двух и более GPS-приемников можно быстро картографировать расположение всех элементов на выделе. На определение координат одной точки в режиме «Кинематика» требуется 5-20 сек.With the help of two or more GPS receivers, you can quickly map the location of all the elements in the selection. It takes 5-20 seconds to determine the coordinates of one point in the "Kinematics" mode.
В таблице приведены расчетные значения времени, затрачиваемого на позиционирование деревьев.The table shows the estimated time spent on positioning the trees.
При этом нужно учитывать время, затрачиваемое на переход от одной точки к другой и зависящее от скорости перемещения по лесу наблюдателя и расстояния между позициями GPS-приемников.In this case, it is necessary to take into account the time spent on the transition from one point to another and depending on the speed of movement of the observer through the forest and the distance between the positions of GPS receivers.
Формула для вычисления времени измерений имеет вид:The formula for calculating the measurement time is:
где t - время, необходимое для перехода от одной точки к другой, сек;where t is the time required to go from one point to another, sec;
L - расстояние между точками наблюдения, м;L is the distance between the observation points, m;
V - скорость перехода наблюдателя от одной точки к другой, м/сек.V is the observer's transition speed from one point to another, m / s.
После этого измеренные опытные данные обрабатываются в специальной программе на компьютере для уточнения полученных пространственных координат точек. При определении координат одним приемником требуется дополнительное оборудование: лазерная рулетка и буссоль либо электронный тахеометр.After that, the measured experimental data are processed in a special program on a computer to refine the obtained spatial coordinates of the points. When determining the coordinates with one receiver, additional equipment is required: a laser tape measure and a compass or an electronic total station.
В данном примере с помощью одного GPS-приемника возможно определение только опорных точек в течение 20-50 мин. Лазерной рулеткой и буссолью измеряются соответственно горизонтальные проложения и магнитные азимуты.In this example, using only one GPS receiver, it is possible to determine only reference points within 20-50 minutes. With a laser tape measure and a compass, horizontal spacings and magnetic azimuths are measured respectively.
Координаты точек получаются в процессе камеральной обработки данных в электронных таблицах «Excel» по формулеThe coordinates of the points are obtained in the process of cameral data processing in Excel spreadsheets according to the formula
где хi, уi - координаты искомой точки, м;where x i , y i - coordinates of the desired point, m;
x0, y0 - координаты опорной точки, м;x 0 , y 0 - coordinates of the reference point, m;
Δx, Δy - линейные приращения координат, м, вычисляемые по формулеΔx, Δy - linear increments of coordinates, m, calculated by the formula
где l - расстояние от опорной точки до исследуемого объекта, м;where l is the distance from the reference point to the investigated object, m;
Δl - поправка с учетом радиусов исследуемого объекта и опорной точки, м;Δl - correction taking into account the radii of the investigated object and the reference point, m;
α - дирекционный угол, град.α - directional angle, deg.
Если на данном участке выдела были заранее измерены деревья и пни, то расстояние между любыми точками можно вычислить, решая обратную геодезическую задачу. Таким образом, на каждой ленте виртуальной пробной площади будет точное расположение всех исследуемых элементов насаждения, в частности растущих деревьев и пней (фиг.2).If trees and stumps were pre-measured on this section of the allotment, then the distance between any points can be calculated by solving the inverse geodesic problem. Thus, on each tape of the virtual trial plot will be the exact location of all the studied planting elements, in particular growing trees and stumps (figure 2).
Растущие деревья и пни неравномерно размещаются по территории площадки. Подсчет на каждой ленте количества деревьев до и после рубки, а также пней позволит вычислить различные показатели проекта освоения лесов, в частности освоения рубками ухода за лесом.Growing trees and stumps are unevenly distributed across the site. Counting the number of trees before and after felling, as well as stumps on each tape, will allow you to calculate various indicators of the forest development project, in particular, forest felling development.
Определение координат точек GPS-приемником. Положение опорных точек в системе прямоугольных координат на исследумых площадках, пройденных рубками ухода (прореживание и проходные) и рубками обновления, определяется с помощью GPS-приемника геодезического класса «Stratus». На каждой пробной площадке закладывается 2-3 станции на расстоянии 20-40 метров друг от друга.Determining the coordinates of points by a GPS receiver. The position of the control points in the system of rectangular coordinates on the research sites, covered by thinning (thinning and walk-through) and thinning updates, is determined using the GPS-receiver of the geodetic class "Stratus". At each test site, 2-3 stations are laid at a distance of 20-40 meters from each other.
Работы выполняются в статическом режиме, поэтому время на каждую станцию по определению координат составляет от 15 до 45 минут. Продолжительность съемки под пологом леса в большинстве случаев зависит от высоты расположения и сомкнутости крон деревьев, то есть чем больше просветов между кронами и чем меньше угол связи спутника и GPS, тем сбор информации по времени осуществляется быстрее.The work is carried out in static mode, so the time for each station according to the determination of coordinates is from 15 to 45 minutes. The duration of the survey under the forest canopy in most cases depends on the height and closeness of the crowns of trees, that is, the more gaps between the crowns and the smaller the angle of the satellite’s communication with GPS, the faster the collection of information.
В связи с этим, работы на пробной площади выполняются сразу на двух станциях:In this regard, work on the trial plot is carried out at two stations at once:
- на первой проводятся замеры расстояний и угол между направлением на север и центром дерева (пня) с помощью буссоли и лазерной рулетки;- at the first, measurements of distances and the angle between the direction to the north and the center of the tree (stump) are carried out using a compass and laser tape measure;
- на второй - сбор данных по местоположению станции с помощью GPS-приемника.- on the second - data collection at the station’s location using a GPS receiver.
При этом оба штатива с триггерами остаются на своих местах, а меняется только оборудование - GPS-приемник на буссоль и лазерную рулетку и наоборот.At the same time, both tripods with triggers remain in their places, and only the equipment is changed - the GPS receiver for the compass and the laser roulette and vice versa.
Кроме определения направления и расстояний до деревьев и пней производилась привязка одной станции относительно другой с помощью буссоли для определения направления и лазерной рулетки для измерения расстояния до другой станции (фиг.7).In addition to determining the direction and distances to the trees and stumps, one station was referenced relative to another using a compass to determine the direction and a laser tape measure to measure the distance to another station (Fig. 7).
Затем данные с GPS-приемника через СОМ-порт передаются на компьютер в программу обработки данных «Spectrum Survey v3.3».Then the data from the GPS receiver is transmitted via the COM port to the computer in the data processing program “Spectrum Survey v3.3”.
Для последующего моделирования размещения деревьев и пней необходимо разбить территорию пробной площади (виртуальной, временной или же постоянной) на равные прямоугольные ленты. В нашем случае их размеры составляют 10×20 метров. Данная процедура в ГИС «Карта 2000» выполняется при помощи имеющихся программных приложений (фиг.8). В итоге можно подсчитать на каждой ленте количество деревьев и пней, а также составить представление о существовавшей на площадке биогруппы деревьев.For the subsequent modeling of the location of trees and stumps, it is necessary to divide the territory of the trial plot (virtual, temporary or permanent) into equal rectangular ribbons. In our case, their dimensions are 10 × 20 meters. This procedure in the GIS "Map 2000" is performed using the available software applications (Fig. 8). As a result, you can calculate the number of trees and stumps on each tape, as well as form an idea of the biogroup of trees that existed on the site.
В ходе конвертации картографических данных путем перерасчета координат в систему 42 года были получена карта Кокшамарского лесничества Кокшайского лесхоза Республики Марий Эл. Так, на фиг.9 представлен ее общий вид.During the conversion of cartographic data by recalculating the coordinates into a 42-year system, a map of the Kokshamar forestry of the Kokshai forestry of the Mari El Republic was obtained. So, figure 9 presents its General view.
Конвертация таксационных данных по выделам из текстового формата таксационного описания проводилась при помощи программы, разработанной в MS Access.Conversion of taxation data by sections from the text format of taxation description was carried out using a program developed in MS Access.
При этом были получены следующие виды таблиц (фиг.10):The following types of tables were obtained (figure 10):
1) организации - наименования лесхозов и лесничеств, а также их идентификационный номер в коде объекта;1) organizations - names of leshozes and forestries, as well as their identification number in the facility code;
2) общая - таксационная информация выделов по площади, типу объекта, общему запасу на выделе и запасу древесины на 1 га с условием идентификации по коду объекта;2) general - taxation information of allotments by area, type of facility, total stock in the allotment and timber stock per 1 ha with the condition of identification by facility code;
3) ярус - информация по ярусам древостоя на выделе, включающая такие показатели, как высота, породный состав, класс и группа возраста, бонитет, полнота, запас на 1 га, общий запас на выделе, объемы сухостоя, редин, единичных деревьев, захламленность общая и ликвидная с условием идентификации по коду объекта;3) tier - information on the tiers of the stand on the stand, including such indicators as height, species composition, age class and group, bonitet, completeness, reserve per 1 ha, the total reserve on the stand, dead wood volumes, lowlands, single trees, total clutter and liquid with the condition of identification by the code of the object;
4) почва - информация по типу условий местопроизрастания (ТУМ) и типу леса с условием идентификации по коду объекта;4) soil - information on the type of location conditions (TUM) and the type of forest with the condition of identification by object code;
5) древостой - информация по каждой породе яруса по показателям: порода, возраст, высота, диаметр, класс товарности и запас на выделе с условием идентификации по коду объекта и ранжированию по записи.5) stand - information on each breed of a tier according to indicators: breed, age, height, diameter, marketability class and stock on the allotment with the condition of identification by object code and ranking by record.
Код объекта на выделе леса состоит из четырех составляющих и девяти разрядов (123456789): 789 - номер выдела; 456 - номер квартала; 3 - номер лесничества; 12 или 2 - номер лесхоза. Вся эта информация может быть включена в семантическое описание таксационных выделов.The object code on the forest stand consists of four components and nine categories (123456789): 789 - number of the stand; 456 - quarter number; 3 - forestry number; 12 or 2 - number of the leshoz. All this information can be included in the semantic description of taxation sections.
По предварительно разработанным электронным тематическим лесным картам и ГИС выделов леса на основе применения предлагаемого технического решения появляется практическая возможность совершенствовать их по мере выноса виртуальных пробных площадок во временные, а затем и в постоянные пробные площади. Такая технология позволит оперативно проводить экологический и технологический мониторинг всей территории выдела по множествам циклов измерений в динамике роста и развития деревьев, причем с учетом активности (по абсолютным изменениям значений таксационных показателей) и интенсивности (по скорости изменений таксационных показателей на измеряемом выделе), а также идентифицировать устойчивые и математически описываемые закономерности поведения растущих деревьев по всем временным и постоянным площадкам на выделе леса и сравнивать с циклами фитопатологических испытаний растущих деревьев и пней.According to the previously developed electronic thematic forest maps and GIS of forest stands, based on the application of the proposed technical solution, there is a practical opportunity to improve them as virtual test sites are moved to temporary and then to permanent test plots. Such a technology will allow to quickly carry out environmental and technological monitoring of the entire territory of the allotment according to the set of measurement cycles in the dynamics of growth and development of trees, taking into account activity (by absolute changes in the values of taxation indicators) and intensity (by the rate of change of taxation indicators in the measured allotment), as well identify stable and mathematically described patterns of behavior of growing trees for all temporary and permanent sites on the forest stand and compare with iklami phytopathological test growing of trees and stumps.
Кроме этого ускоряется процесс выноса виртуальных пробных площадок в натуру с закладкой на выделе леса временных и постоянных пробных площадок для долговременного дендроэкологического мониторинга лесохозяйственного регламента и технологического мониторинга своевременного выполнения мероприятий по проекту освоения лесов.In addition, the process of moving virtual test sites in kind with the laying of temporary and permanent test sites for long-term dendroecological monitoring of forestry regulations and technological monitoring of the timely implementation of measures on a forest development project is accelerating.
Предлагаемый способ позволяет в динамичном режиме измерять таксационные выделы и их части с выносом на натуру временных и постоянных пробных площадок, а также учитывать в общей ГИС выдела и группы выделов леса результаты любых испытаний растущих деревьев и пней на изменения от последствий различных видов рубок, а также от влияния различных природных и антропогенных объектов, с сохранением сведений и результатов измерений об этих изменениях на дискретно уточняемой электронной карте и дискретно пополняемой ГИС выдела. Это и будет управлением ростом и развитием леса на выделе и на группе выделов с учетом влияния природных и антропогенных объектов.The proposed method allows you to dynamically measure taxation stands and their parts with the removal of temporary and permanent test sites, as well as take into account the results of any tests of growing trees and stumps on changes from the effects of various types of felling, as well as from the influence of various natural and man-made objects, with the preservation of information and measurement results about these changes on a discretely updated electronic map and discretely replenished GIS allotment. This will be the management of the growth and development of the forest on the stand and on the group of stands taking into account the influence of natural and man-made objects.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145980/12A RU2378823C2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Method for measurement of forest allotment for electronic theme forest map |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145980/12A RU2378823C2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Method for measurement of forest allotment for electronic theme forest map |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007145980A RU2007145980A (en) | 2009-06-20 |
| RU2378823C2 true RU2378823C2 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=41025436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145980/12A RU2378823C2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Method for measurement of forest allotment for electronic theme forest map |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2378823C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2663280C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-08-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Method of cutting areas removal |
-
2007
- 2007-12-10 RU RU2007145980/12A patent/RU2378823C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лесная энциклопедия. - М.: «Советская энциклопедия», 1985, с.377, инвентаризация леса. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2663280C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-08-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Method of cutting areas removal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007145980A (en) | 2009-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Skidmore et al. | Map accuracy assessment using line intersect sampling | |
| Dewez et al. | Towards cavity‐collapse hazard maps with Zeb‐Revo handheld laser scanner point clouds | |
| CN102980510B (en) | A kind of laser light chi image assize device and tree survey method thereof | |
| Ganiyev et al. | Examining the managerial structure and operational aspects of geodesy, cartography, and cadastre production | |
| Fomin et al. | Genetic forest typology as a scientific and methodological basis for environmental studies and forest management | |
| Huertos et al. | Wetland bathymetry and mapping | |
| RU2399196C2 (en) | Method of constructing electronic card of subcompartment or plot | |
| RU2378823C2 (en) | Method for measurement of forest allotment for electronic theme forest map | |
| Jonah et al. | Production of a topographic map and the creation of a six-layer geographic information system (GIS) for a fifteen square-kilometre (15 km2) areal extent of the Gidan Kwano Campus of the Federal University of Technology, Minna, Niger State, Nigeria | |
| CN2867360Y (en) | Digital map exploration device | |
| RU2224418C1 (en) | Estimation tree measuring method | |
| Murphy et al. | Armagh observatory–Historic Building Information Modelling for virtual learning in building conservation | |
| Madhibha | Assessment of above ground biomass with terrestrial lidar using 3D quantitative structure modelling in tropical rain forest of Ayer Hitam forest reserve, Malaysia | |
| CN109343093A (en) | Upper layer trees tree high precision measurement method in forest sample ground | |
| Călina et al. | Study regarding the topo cadastral survey carried out for the rehabilitation and modernization of a road in the Perişor-Giubega agritouristc area-Dolj. | |
| Mamonov et al. | Standardization of geodetic data for determination of boundaries of natural reserve areas | |
| Źróbek et al. | Application of GIS in natural sciences. Current problems with registering submerged plants assemblages for the needs of Natura 2000 network | |
| Carson et al. | A rigorous test of the accuracy of USGS digital elevation models in forested areas of Oregon and Washington. | |
| Demiraslan | Estimation of DBH Using Tree Variables Derived from Aerial LiDAR for Ford Forest, Baraga, Michigan | |
| SUPRAJA et al. | SPATIAL MAPPING OF WATER SUPPLY & DISTRIBUTION NETWORK OF KCAET CAMPUS USING TOTAL STATION SURVEY & GIS | |
| Ryzhkov et al. | Using methods of geoinformation mapping for the study of woody vegetation of forest-steppe ecosystems the Central Chernozem reserve | |
| Livia et al. | EXECUTION OF TOPOGRAPHIC WORKS IN ORDER TO RAISE AND DRAW AN ITINERARY FOR A TYROLEAN IN TIMIS COUNTY, ROMANIA | |
| Fomin et al. | Reconstruction of the Expansion of Siberian Larch into the Mountain Tundra in the Polar Urals in the 20th–Early | |
| Mammadov | FUNDAMENTALS FOR THE ESTABLISHMENT OF INTERACTIVE ELECTRONIC MAPS AND MAPS OF ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF SOILS ON THE BASIS OF GIS | |
| Kościuk et al. | Possibilities of Using LiDAR Systems in Architectural and Archaeological Research in the National Archaeological Park of Machu Picchu |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091211 |